作者:Qiaoqiao 導 讀 分子生物學技術(shù)的快速發(fā)展使微生物領(lǐng)域出現(xiàn)了新的分支—微生物基因組學診斷,是以微生物群體的特性和微生物基因組學為基礎(chǔ)的診斷學。 人類第二基因組—個體微生物基因組 現(xiàn)今科學認為,個體微生物基因組是人體的第二基因組,它能從人體內(nèi)環(huán)境層面反映人體健康狀況,特別是一些慢性疾病的狀況,那么根據(jù)人體微生物基因組設計的各種疾病高相關(guān)性分子標記物,就可以用來進行慢性疾病的早期檢測,包括早期發(fā)現(xiàn)、早期預防和早期干預。 2007年,美國提出了人類微生物組計劃(The Human Microbiome Project,HMP)項目,耗資1.2億美元,對300個志愿者全身各個部位微生物進行了測序,破解了3000種微生物的全基因組。也正是通過這次計劃,人類初步建立了人體共生微生物的參考數(shù)據(jù)庫。隨后,2008年,歐盟也發(fā)起了一項宏偉計劃—人體腸道宏基因組計劃(Metagenomics of the Human Intestinal Tract,MetaHIT),由8個國家、14個機構(gòu)共同參與,致力于建立人腸道微生物基因與人體健康和疾病的關(guān)系;2016年奧巴馬政府繼腦計劃、精確醫(yī)學、抗癌“登月”之后推出的又一個重大國家科研計劃—國家微生物組計劃(NMI);我國國務院印發(fā)的《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,也提出要加快發(fā)展微生物基因組工程。 此后,二代測序技術(shù)便首次被大規(guī)模應用于微生物組學測序,幫助我們系統(tǒng)、深入地解析微生物組與宿主/環(huán)境的緊密聯(lián)系,實現(xiàn)多菌檢測和定量分析,許多曾經(jīng)認為與人體共生微生物不存在關(guān)聯(lián)的疾?。ㄈ缣悄虿 ⒁钟舭Y等等)都顯示出了與其的相關(guān)性。通過微生物rRNA基因測序、宏基因組學和宏轉(zhuǎn)錄組學研究等方法,結(jié)合“全微生物組關(guān)聯(lián)分析(MWAS)”的核心策略,精準解碼菌群組成譜、功能譜和表達譜,挖掘關(guān)鍵生物標記物,進而闡明“菌群——宿主——環(huán)境(生態(tài)系統(tǒng))”之間復雜的互作機制和因果鏈,實現(xiàn)對疾病進行更加精準的診療。 微生物與人類健康 近年來,關(guān)于人類腸道菌群的研究數(shù)以千計,腸道微生物與人體多種疾病息息相關(guān),不僅包括消化道類疾病如結(jié)腸炎、結(jié)腸癌(這些消化道疾病,菌群和消化道是直接接觸的),還包括代謝類疾病如肥胖和II型糖尿病,免疫性疾病如類風濕關(guān)節(jié)炎,精神疾病如抑郁癥、焦慮癥等。 1、大腸癌 大腸癌與腸微聯(lián)系緊密,有研究發(fā)現(xiàn)一部分微生物基因標記物會在大腸癌的早期階段(I-II)富集,因此可以作為與健康人群區(qū)分和大腸癌早期診斷的生物標記物。 2、II型糖尿病 此類患者的腸道菌群結(jié)構(gòu)及功能與健康人不一樣,因此關(guān)于糖尿病的發(fā)病原因不能全部歸咎于遺傳背景,飲食習慣和肥胖等,腸道菌群可以影響腸道營養(yǎng)及能量的吸收,參與脂肪的合成和貯存,引發(fā)腸道慢性低度炎癥反應等,那么改變腸道菌群的構(gòu)成對于II型糖尿病患者的治療非常有意義。此外在診斷方面,設計診斷預測marker,利用這些marker將可以很好地在驗證集里對II型糖尿病患者和健康人進行分類。 3、肝硬化 關(guān)于肝硬化與腸道菌群的關(guān)系,可通過宏基因組技術(shù)研究,利用微生物的基因標志物建立肝硬化菌群失衡的早期診斷標準。 4、早產(chǎn) 除腸微之外,還有人體其他微生物組,如陰道細菌。有研究發(fā)現(xiàn)早產(chǎn)與人體內(nèi)外的微生物相對豐富性有非確定性的關(guān)系,不論是順產(chǎn)還是剖宮產(chǎn),大多數(shù)孕媽在分娩之后,微生物群組成會朝著多樣化急劇而持久的變化,標志是乳酸桿菌水平低以及普雷沃氏菌和嗜胨菌等厭氧菌的出現(xiàn),因此,研究懷孕早期階段的微生物群可能為早產(chǎn)風險提供更多的線索。 我們?nèi)梭w有上千種的微生物,這些微生物產(chǎn)生各種各樣的代謝產(chǎn)物也都將作為藥物用于治療各種疾病,除此之外,微生物飲料、部分胃腸道保健品等營養(yǎng)保健品都已出現(xiàn)。 微生物組相關(guān)產(chǎn)業(yè) 微生物組與人類健康密不可分,隨之而起的就是各種微生物組的相關(guān)產(chǎn)業(yè),主要有三個方面,第一是生物治療Biotherapeutics;第二是微生物組檢測;第三是進行菌群移植。 生物治療主要是開發(fā)以人體微生物組為靶點的藥物或制劑,如今隨著二代測序技術(shù)在疾病領(lǐng)域研究的發(fā)展,以微生物菌群為靶點的治療方案也是精準醫(yī)療一個重要體現(xiàn)。微生物組檢測是近幾年興起的一個概念,主要檢測身體不同部位的微生物變化,通過比較分析對于個體健康進行指導和建議,國內(nèi)已經(jīng)很多企業(yè)將腸道微生物用于消費級健康評估,因此微生物組的商業(yè)化前景絕不遜于個人基因組檢測。菌群移植治療是將健康人糞便中的功能菌群,移植到患者胃腸道內(nèi),重建新的腸道菌群,實現(xiàn)腸道及腸道外疾病的治療,據(jù)了解,糞菌移植有高達90%的治愈率及相對較高的穩(wěn)定性等優(yōu)點。而且國內(nèi)有專門成立糞菌管理的中華糞菌庫,可提供公益性質(zhì)的救援計劃,不過該技術(shù)必須由患者的主治醫(yī)師提出才可以。
國內(nèi)研究現(xiàn)狀 人體微生物組研究成果在慢性病的預防和控制、亞健康的調(diào)理、醫(yī)療理念的革命和新技術(shù)發(fā)展等領(lǐng)域,具有重大影響,在國內(nèi)外初步突破的基礎(chǔ)上,微生物組研究已經(jīng)成為國際新一輪科技革命的戰(zhàn)略必爭“高地”,國外微生物組計劃發(fā)展非常火熱,而且相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)在臨床上應用,國內(nèi)科學家和相關(guān)部委也已發(fā)布微生物組相關(guān)研究計劃,毫無疑問,微生物組學研究將成為新一輪科技革命的戰(zhàn)略前沿領(lǐng)域!微生物藥物也必將會成為繼細胞治療、基因藥物之后又一重要的治療手段。
2018第二屆現(xiàn)代臨床分子診斷研討會上,微組學診斷也將作為一個重要的研究探討領(lǐng)域,本次大會由中山醫(yī)院和轉(zhuǎn)化醫(yī)學網(wǎng)聯(lián)合主辦,將于2018年10月26-28日在復旦大學附屬中山醫(yī)院舉行,期待您的參與! 本次大會設有上海三甲醫(yī)院、中科院頂尖實驗室參觀項目,一天半會議內(nèi)容,二場精彩沙龍、7個主題專場,30位發(fā)言嘉賓和500 醫(yī)院臨檢中心、第三方醫(yī)學檢驗所、基因檢測機構(gòu)、分子診斷相關(guān)企業(yè)參與,共同探討生物標記物、診治靶分子篩選、基因檢測、微組學診斷、分子病理、新型診斷開發(fā)、疾病特異性分子診斷、生物標記物等領(lǐng)域問題! |
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來自: 好大水 > 《現(xiàn)代醫(yī)學研究》